JP2553743B2 - ディジタル信号磁気記録再生装置 - Google Patents
ディジタル信号磁気記録再生装置Info
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- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
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- H03M13/39—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタル・ビデオテープレコーダ（DVT
R）などのディジタル信号磁気記録再生装置に関するも
のである。
R）などのディジタル信号磁気記録再生装置に関するも
のである。
従来の技術 従来のディジタル信号磁気記録再生装置においては、
２値信号の飽和記録を基本として、NRZI方式や８−10変
換方式などのベースバンドでの記録変調方式がよく用い
られている。
２値信号の飽和記録を基本として、NRZI方式や８−10変
換方式などのベースバンドでの記録変調方式がよく用い
られている。
また、高密度記録を目的として、多値振幅位相変調
（多値APSK）等の多値ディジタル変調方式を用いること
もある（例えば、1989年電子情報通信学会春季全国大会
Ｃ−33）。
（多値APSK）等の多値ディジタル変調方式を用いること
もある（例えば、1989年電子情報通信学会春季全国大会
Ｃ−33）。
以下、図面を参照しながら、上述した従来の多値ディ
ジタル変調方式を用いたディジタル信号磁気記録再生装
置の一例について説明する。
ジタル変調方式を用いたディジタル信号磁気記録再生装
置の一例について説明する。
第５図は、従来の多値振幅位相変調を用いたディジタ
ル信号磁気記録再生装置の概略を示すブロック図であ
る。ここでは、符号化率4/5の畳み込み符号化を行い、
３値直交振幅変調（以下32QAMと称す）して記録する場
合について説明する。入力端子１に入力されたディジタ
ル信号110は、４ビット毎に畳み込み符号器２に入力さ
れ、畳み込み符号化されて、５ビットの信号210とな
る。例えば、畳み込み符号器２は第２図の構成より成
る。畳み込み符号化された５ビットの信号210は多値変
換器３に入力され、第３図に小円で示す２系統のＩ信号
310とＱ信号320に変換される。Ｉ信号310とＱ信号320と
は直角２相変調回路４に入力され、搬送波発生回路５か
らの搬送波51を変調する。変調された信号41は磁気記録
再生過程を線形に近付けるために、バイアス信号発生回
路６からのバイアス信号61と加算器７により重畳されて
磁気記録媒体９に磁気ヘッド８を介して記録される。
ル信号磁気記録再生装置の概略を示すブロック図であ
る。ここでは、符号化率4/5の畳み込み符号化を行い、
３値直交振幅変調（以下32QAMと称す）して記録する場
合について説明する。入力端子１に入力されたディジタ
ル信号110は、４ビット毎に畳み込み符号器２に入力さ
れ、畳み込み符号化されて、５ビットの信号210とな
る。例えば、畳み込み符号器２は第２図の構成より成
る。畳み込み符号化された５ビットの信号210は多値変
換器３に入力され、第３図に小円で示す２系統のＩ信号
310とＱ信号320に変換される。Ｉ信号310とＱ信号320と
は直角２相変調回路４に入力され、搬送波発生回路５か
らの搬送波51を変調する。変調された信号41は磁気記録
再生過程を線形に近付けるために、バイアス信号発生回
路６からのバイアス信号61と加算器７により重畳されて
磁気記録媒体９に磁気ヘッド８を介して記録される。
磁気記録媒体９に記録された信号は磁気ヘッド10によ
り再生される。再生変調信号101は、搬送波再生回路12
と復調回路11とに入力され搬送波再生回路12からは、復
調回路11への再生搬送波121が出力される。搬送波再生
の方法には、例えば、記録信号に搬送波と同じ周波数・
位相のバースト信号を部分的に付加しておき、再生時に
バースト信号より連続した搬送波を再生する方法や、コ
スタス法（桑原：「ディジタルマイクロ波通信」、企画
センター、p118−p122）などがある。
り再生される。再生変調信号101は、搬送波再生回路12
と復調回路11とに入力され搬送波再生回路12からは、復
調回路11への再生搬送波121が出力される。搬送波再生
の方法には、例えば、記録信号に搬送波と同じ周波数・
位相のバースト信号を部分的に付加しておき、再生時に
バースト信号より連続した搬送波を再生する方法や、コ
スタス法（桑原：「ディジタルマイクロ波通信」、企画
センター、p118−p122）などがある。
再生変調信号101は復調回路11に入力され、再生搬送
波121によって復調され、再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号11
2とになる。
波121によって復調され、再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号11
2とになる。
再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号112とは、ビタビ復号器37
に入力され、４ビットのディジタル信号371が出力され
る。ビタビ復号器37では、畳み込み符号器２の状態遷移
にビタビアルゴリズムを適用し、再生された復調信号系
列とのユークリッド距離の最も短い信号を選択復号して
いる。
に入力され、４ビットのディジタル信号371が出力され
る。ビタビ復号器37では、畳み込み符号器２の状態遷移
にビタビアルゴリズムを適用し、再生された復調信号系
列とのユークリッド距離の最も短い信号を選択復号して
いる。
発明が解決しようとする課題 このような従来のディジタル信号磁気記録再生装置に
より多値振幅位相変調信号を記録した場合、再生復調信
号の信号点分布は第６図に示すように原点より遠い基準
信号点に対応するものほどばらつきが大きくなる。第６
図に点線で示す円の半径は各基準信号点と対応する再生
復調信号の信号点との距離分布の標準偏差を表し、例え
ば原点からの距離がr1の基準信号点と対応する再生復調
信号の信号点との距離の標準偏差がσ１であることを示
しており、一般に、r1＜r2＜r3＜r4＜r5ならばσ１＜σ
２＜σ３＜σ４＜σ５となる。
より多値振幅位相変調信号を記録した場合、再生復調信
号の信号点分布は第６図に示すように原点より遠い基準
信号点に対応するものほどばらつきが大きくなる。第６
図に点線で示す円の半径は各基準信号点と対応する再生
復調信号の信号点との距離分布の標準偏差を表し、例え
ば原点からの距離がr1の基準信号点と対応する再生復調
信号の信号点との距離の標準偏差がσ１であることを示
しており、一般に、r1＜r2＜r3＜r4＜r5ならばσ１＜σ
２＜σ３＜σ４＜σ５となる。
これは、ジッタによる再生搬送波の位相ずれや再生信
号のエンベロープ変動あるいは磁気記録再生過程の非線
形歪などが原因である。このような再生復調信号にユー
クリッド距離によるビタビ復号を行うと、原点に近い基
準信号点と遠い基準信号点とに対する距離の持つ重みが
異なるため、同じSN比で原点からの距離にかかわらずば
らつきの均等な再生復調信号をビタビ復号する場合と比
べると誤り率が増大してしまう。
号のエンベロープ変動あるいは磁気記録再生過程の非線
形歪などが原因である。このような再生復調信号にユー
クリッド距離によるビタビ復号を行うと、原点に近い基
準信号点と遠い基準信号点とに対する距離の持つ重みが
異なるため、同じSN比で原点からの距離にかかわらずば
らつきの均等な再生復調信号をビタビ復号する場合と比
べると誤り率が増大してしまう。
本発明は、上記課題を解決するもので、多値振幅位相
変調を用いた低い誤り率のディジタル信号磁気記録再生
装置を提供することを目的としている。
変調を用いた低い誤り率のディジタル信号磁気記録再生
装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、入力ディジタル
信号を畳み込み符号化する畳み込み符号器と、前記畳み
込み符号器の出力を２系列の多値ディジタル信号に変換
する多値変換器と、前記２系列の多値ディジタル信号に
より搬送波発生回路からの搬送波を直角２相変調し変調
信号を出力する直角２相変調回路と、前記変調信号を磁
気記録媒体に記録し、記録した信号を再生する磁気記録
再生部と、前記磁気記録再生部からの再生信号から搬送
波を再生する搬送波再生回路と、前記搬送波再生回路か
らの再生搬送波を用いて前記磁気記録再生部からの再生
信号を２系列の再生多値ディジタル信号に復調する復調
回路と、前記２系列の再生多値ディジタル信号の示す信
号点と前記多値変換器において定められている複数個の
基準信号点との間のユークリッド距離に振幅の大きい基
準信号点ほど小さい正の係数を掛けた重み付距離を算出
する重み付ブランチ・メトリック計算回路と、前記重み
付ブランチ・メトリック計算回路からの重み付距離を積
算して、記憶している出力信号の候補である複数の信号
系列に続いて発生し得る全ての信号系列の積算距離を算
出し、前記積算距離を比較し、比較結果を出力する加算
比較記憶回路と、出力信号の候補となる複数の信号系列
を記憶しており、前記加算比較記憶回路での比較結果に
応じた信号値を出力信号として出力すると同時に、前記
加算比較記憶回路からの次の出力信号の候補となる複数
の信号系列を記憶しておくパスメモリとを含んでなるも
のである。
信号を畳み込み符号化する畳み込み符号器と、前記畳み
込み符号器の出力を２系列の多値ディジタル信号に変換
する多値変換器と、前記２系列の多値ディジタル信号に
より搬送波発生回路からの搬送波を直角２相変調し変調
信号を出力する直角２相変調回路と、前記変調信号を磁
気記録媒体に記録し、記録した信号を再生する磁気記録
再生部と、前記磁気記録再生部からの再生信号から搬送
波を再生する搬送波再生回路と、前記搬送波再生回路か
らの再生搬送波を用いて前記磁気記録再生部からの再生
信号を２系列の再生多値ディジタル信号に復調する復調
回路と、前記２系列の再生多値ディジタル信号の示す信
号点と前記多値変換器において定められている複数個の
基準信号点との間のユークリッド距離に振幅の大きい基
準信号点ほど小さい正の係数を掛けた重み付距離を算出
する重み付ブランチ・メトリック計算回路と、前記重み
付ブランチ・メトリック計算回路からの重み付距離を積
算して、記憶している出力信号の候補である複数の信号
系列に続いて発生し得る全ての信号系列の積算距離を算
出し、前記積算距離を比較し、比較結果を出力する加算
比較記憶回路と、出力信号の候補となる複数の信号系列
を記憶しており、前記加算比較記憶回路での比較結果に
応じた信号値を出力信号として出力すると同時に、前記
加算比較記憶回路からの次の出力信号の候補となる複数
の信号系列を記憶しておくパスメモリとを含んでなるも
のである。
作用 本発明は、上記の構成によって、再生復調信号の復号
時に原点から遠い基準信号点ほど正の小さい係数を再生
復調信号の示す信号点と基準信号点との距離に掛けた重
み付距離を用いてビタビ復号することにより、原点から
遠い基準信号点に対応する再生復調信号の信号点ほどば
らつきが大きくても、原点から近い基準信号点に対応す
る重み付距離と遠い基準信号点に対応する重み付距離と
は同じ程度のばらつきとなり、総合的に復号データの誤
り率を低くできるものである。
時に原点から遠い基準信号点ほど正の小さい係数を再生
復調信号の示す信号点と基準信号点との距離に掛けた重
み付距離を用いてビタビ復号することにより、原点から
遠い基準信号点に対応する再生復調信号の信号点ほどば
らつきが大きくても、原点から近い基準信号点に対応す
る重み付距離と遠い基準信号点に対応する重み付距離と
は同じ程度のばらつきとなり、総合的に復号データの誤
り率を低くできるものである。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図において、ディジタル信号が端子１に
入力される。入力端子１に入力されたディジタル信号11
0は、４ビット毎に畳み込み符号器２に入力され、畳み
込み符号化されて、５ビットの信号210となる。例え
ば、畳み込み符号器２は第２図の構成より成る。畳み込
み符号化された５ビットの信号210は多値変換器３に入
力され、第３図に小円で示す２系統のＩ信号310とＱ信
号320に変換される。Ｉ信号310とＱ信号320とは直角２
相変調回路４に入力され、搬送波発生回路５からの搬送
波51を変調する。
説明する。第１図において、ディジタル信号が端子１に
入力される。入力端子１に入力されたディジタル信号11
0は、４ビット毎に畳み込み符号器２に入力され、畳み
込み符号化されて、５ビットの信号210となる。例え
ば、畳み込み符号器２は第２図の構成より成る。畳み込
み符号化された５ビットの信号210は多値変換器３に入
力され、第３図に小円で示す２系統のＩ信号310とＱ信
号320に変換される。Ｉ信号310とＱ信号320とは直角２
相変調回路４に入力され、搬送波発生回路５からの搬送
波51を変調する。
直角２相変調回路４の構成図を第４図（ａ）に示す。
Ｉ信号310とＱ信号320とは、搬送波51と90度移相搬送波
271をそれぞれ振幅変調し、加算され、変調信号41とな
る。
Ｉ信号310とＱ信号320とは、搬送波51と90度移相搬送波
271をそれぞれ振幅変調し、加算され、変調信号41とな
る。
変調された信号41は磁気記録再生過程を線形に近付け
るために、バイアス信号発生回路６からのバイアス信号
61と加算器７により重畳されて磁気記録媒体９に磁気ヘ
ッド８を介して記録される。
るために、バイアス信号発生回路６からのバイアス信号
61と加算器７により重畳されて磁気記録媒体９に磁気ヘ
ッド８を介して記録される。
磁気記録媒体９に記録された信号は磁気ヘッド10によ
り再生される。再生変調信号101は、搬送波再生回路12
と復調回路11とに入力される。搬送波再生回路12から
は、復調回路11への再生搬送波121が出力される。搬送
波再生の方法には、例えば記録信号に搬送波と同じ周波
数・位相のバースト信号を部分的に付加しておき、再生
時にバースト信号より連続した搬送波を再生する方法
や、コスタス法（桑原：「ディジタルマイクロ波通
信」、企画センター、p118−p122.）などがある。
り再生される。再生変調信号101は、搬送波再生回路12
と復調回路11とに入力される。搬送波再生回路12から
は、復調回路11への再生搬送波121が出力される。搬送
波再生の方法には、例えば記録信号に搬送波と同じ周波
数・位相のバースト信号を部分的に付加しておき、再生
時にバースト信号より連続した搬送波を再生する方法
や、コスタス法（桑原：「ディジタルマイクロ波通
信」、企画センター、p118−p122.）などがある。
再生変調信号101は復調回路11に入力される。復調回
路11の構成図を第４図（ｂ）に示す。再生変調信号101
は再生搬送波121と再生90度移相搬送波341とによって復
調され、再生Ｉ信号111と再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号11
2とになる。
路11の構成図を第４図（ｂ）に示す。再生変調信号101
は再生搬送波121と再生90度移相搬送波341とによって復
調され、再生Ｉ信号111と再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号11
2とになる。
再生Ｉ信号111と再生Ｑ信号112とは、重み付ブランチ
・メトリック計算回路13に入力される。重み付ブランチ
・メトリック計算回路13では再生信号点と基準信号点と
のユークリッド距離に基準信号点毎に原点からの距離に
応じて定まっている正の係数を掛けた重み付距離が計算
される。ここで用いている係数は、例えば、次のように
して定められる。第６図に信号点配置を示す32QAMの場
合、32個の基準信号点の原点からの距離は５通りあり、
それぞれの距離（r1,r2,r3,r4,r5）にある基準信号点に
対応する再生信号点分布の標準偏差がσ1,σ2,σ3,σ4,
σ５であった場合、原点からの距離に応じて分類した基
準信号点に対応する係数を1/σ1,1/σ2,1/σ3,1/σ4,1/
σ５とすればよい。
・メトリック計算回路13に入力される。重み付ブランチ
・メトリック計算回路13では再生信号点と基準信号点と
のユークリッド距離に基準信号点毎に原点からの距離に
応じて定まっている正の係数を掛けた重み付距離が計算
される。ここで用いている係数は、例えば、次のように
して定められる。第６図に信号点配置を示す32QAMの場
合、32個の基準信号点の原点からの距離は５通りあり、
それぞれの距離（r1,r2,r3,r4,r5）にある基準信号点に
対応する再生信号点分布の標準偏差がσ1,σ2,σ3,σ4,
σ５であった場合、原点からの距離に応じて分類した基
準信号点に対応する係数を1/σ1,1/σ2,1/σ3,1/σ4,1/
σ５とすればよい。
重み付ブランチ・メトリック計算回路13で計算された
重み付距離は加算比較記憶回路14に入力され、重み付距
離を積算してパスメモリ15に記憶されている出力信号の
候補となる複数の信号系列に続いて発生し得る全ての信
号系列の積算距離を算出し、比較し、積算距離の最も小
さい信号系列の中の最も以前に仮定した信号値を出力信
号151としてパスメモリ15から出力端子16に出力する。
それと同時に、次の出力信号の候補となる複数の信号系
列を選択してパスメモリ15に入力する。
重み付距離は加算比較記憶回路14に入力され、重み付距
離を積算してパスメモリ15に記憶されている出力信号の
候補となる複数の信号系列に続いて発生し得る全ての信
号系列の積算距離を算出し、比較し、積算距離の最も小
さい信号系列の中の最も以前に仮定した信号値を出力信
号151としてパスメモリ15から出力端子16に出力する。
それと同時に、次の出力信号の候補となる複数の信号系
列を選択してパスメモリ15に入力する。
このように本発明の実施例のディジタル信号磁気記録
再生装置によれば、再生復調信号の信号点が原点より遠
いほど大きくばらつくことを考慮して、復号時、各基準
信号点と再生信号点とのユークリッド距離に原点より遠
い基準信号点ほど正の小さい係数を乗じた重み付距離を
用いて、ビタビ復号を行うため、各基準信号点に対する
再生信号点の重み付距離の分布がほぼ同一となり、総合
的に誤りの少ない復号結果を得ることができる。
再生装置によれば、再生復調信号の信号点が原点より遠
いほど大きくばらつくことを考慮して、復号時、各基準
信号点と再生信号点とのユークリッド距離に原点より遠
い基準信号点ほど正の小さい係数を乗じた重み付距離を
用いて、ビタビ復号を行うため、各基準信号点に対する
再生信号点の重み付距離の分布がほぼ同一となり、総合
的に誤りの少ない復号結果を得ることができる。
なお、実施例では符号化率4/5の畳み込み符号化を行
い、変調方式として32QAMを用いた場合について述べて
いるが、その他の畳み込み符号化やその他の多値振幅位
相変調方式を用いても同様である。
い、変調方式として32QAMを用いた場合について述べて
いるが、その他の畳み込み符号化やその他の多値振幅位
相変調方式を用いても同様である。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば復
号時に原点から遠い基準信号点ほど正の小さい係数を再
生復調信号の示す信号点と基準信号点との距離に掛けた
重み付距離を用いてビタビ復号を行うようにしているの
で、復号データの誤り率の低いディジタル信号磁気記録
再生装置を提供できる。
号時に原点から遠い基準信号点ほど正の小さい係数を再
生復調信号の示す信号点と基準信号点との距離に掛けた
重み付距離を用いてビタビ復号を行うようにしているの
で、復号データの誤り率の低いディジタル信号磁気記録
再生装置を提供できる。
第１図は本発明の実施例のディジタル信号磁気記録再生
装置の構成を示すブロック図、第２図は畳み込み符号器
２の構成を示すブロック図、第３図は32QAMにおける基
準信号点の信号配置図、第４図（ａ）は直角２相変調回
路４の構成を示すブロック図、第４図（ｂ）は復調回路
11の構成を示すブロック図、第５図は従来のディジタル
信号磁気記録再生装置の構成を示すブロック図、第６図
は各基準点に対応する再生復調信号点のばらつきを示す
概略図である。 ２……畳み込み符号器、３……多値変換器、４……直角
２相変調回路、５……搬送波発生回路、６……バイアス
信号発生回路、７……加算器、8,10……磁気ヘッド、９
……磁気記録媒体、11……復調回路、12……搬送波再生
回路、13……重み付ブランチ・メトリック計算回路、14
……加算比較記憶回路、15……パスメモリ。
装置の構成を示すブロック図、第２図は畳み込み符号器
２の構成を示すブロック図、第３図は32QAMにおける基
準信号点の信号配置図、第４図（ａ）は直角２相変調回
路４の構成を示すブロック図、第４図（ｂ）は復調回路
11の構成を示すブロック図、第５図は従来のディジタル
信号磁気記録再生装置の構成を示すブロック図、第６図
は各基準点に対応する再生復調信号点のばらつきを示す
概略図である。 ２……畳み込み符号器、３……多値変換器、４……直角
２相変調回路、５……搬送波発生回路、６……バイアス
信号発生回路、７……加算器、8,10……磁気ヘッド、９
……磁気記録媒体、11……復調回路、12……搬送波再生
回路、13……重み付ブランチ・メトリック計算回路、14
……加算比較記憶回路、15……パスメモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−211373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−198849（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】入力ディジタル信号を畳み込み符号化する
畳み込み符号器と、 前記畳み込み符号器の出力を２系列の多値ディジタル信
号に変換する多値変換器と、 前記２系列の多値ディジタル信号により搬送波発生回路
からの搬送波を直角２相変調し変調信号を出力する直角
２相変調回路と、 前記変調信号を磁気記録媒体に記録し、記録した信号を
再生する磁気記録再生部と、 前記磁気記録再生部からの再生信号から搬送波を再生す
る搬送波再生回路と、 前記搬送波再生回路からの再生搬送波を用いて前記磁気
記録再生部からの再生信号２系列の再生多値ディジタル
信号に復調する復調回路と、 前記２系列の再生多値ディジタル信号の示す信号点と前
記多値変換器において定められている複数個の基準信号
点との間のユークリッド距離に振幅の大きい基準信号点
ほど小さい正の係数を掛けた重み付距離を算出する重み
付ブランチ・メトリック計算回路を有するビタビ復号器
とを含むディジタル信号磁気記録再生装置。 - 【請求項２】重み付ブランチ・メトリック計算回路にお
いて、原点からの距離が同一の基準信号点に対応する２
系列の再生多値ディジタル信号の示す信号点と基準信号
点との距離分布の標準偏差の逆数を、その基準信号点に
対応する前記係数とするように配した請求項１記載のデ
ィジタル信号磁気記録再生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177714A JP2553743B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | ディジタル信号磁気記録再生装置 |
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